Question

【题目】碱式碳酸钴[ Cox（OH）y(CO3)2 ]常用作电子材料，磁性材料的添加剂，受热时可分解生成三种氧化物。为了确定其组成，某化学兴趣小组同学设计了如图所示进行实验。

⑴请完成下列实验步骤：

①称取3.65g样品置于硬质玻璃管内，称量乙、丙装置的质量；

②按如图所示装置组装好仪器，并检验装置气密性；

③加热甲中玻璃管，当乙装置中___________（填实验现象），停止加热；

④打开活塞a，缓缓通入空气数分钟后，称量乙、丙装置的质量；

⑤计算。

⑵步骤④中缓缓通入空气数分钟的目的是__________________。

⑶某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷，为解决这一问题，可选用下列装置中的_____ _(填字母)连接在_____ ____(填装置连接位置)。

⑷若按正确装置进行实验，测得如下数据：

	乙装置的质量/g	丙装置的质量/g
加热前	80.00	62.00
加热后	80.36	62.88

则该碱式碳酸钴的化学式为____________________。

⑸CoCl2·6H2O常用作多彩水泥的添加剂，以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2·6H2O的一种工艺如下：

已知：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀（PH）	2.3	7.5	7.6	3.4
完全沉淀（PH）	4.1	9.7	9.2	5.2

①净除杂质时，加入H2O2 发生反应的离子方程式为______________________。

②加入CoCO3调PH为5.2~7.6，则操作Ⅰ获得的滤渣成分为__________________。

③加盐酸调整PH为2~3的目的为____________________________。

Answer 1

【答案】⑴不再有气泡产生时（1分）

⑵将装置中产生的CO2和H2O（g）全部排入乙、丙装置中（2分）

⑶D（1分）活塞a前（或装置甲前）（1分）⑷Co3(OH)4(CO3)2 （3分）

⑸①2Fe2+＋H2O2＋2H＝2Fe3+ ＋2H2O（2分）②Al(OH)3、Fe(OH)3 （2分）

③抑制CoCl2的水解 （2分）

【解析】

试题分析：（1）加热甲中玻璃管，当乙装置中不再有气泡产生，即碱式碳酸钴分解完毕；

（2）步骤④中缓缓通入空气数分钟，将装置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙装置中，以免影响测量结果；

（3）在活塞a前，加装装置D，装置中盛放的碱石灰容易吸收空气中的水蒸气和二氧化碳；

（4）碱式碳酸钴样品3.65g，反应前乙装置的质量为80.00g，反应后质量为80.36g，故生成水的质量为80.36g-80.00g=0.36g，物质的量为0.36g÷18g/mol=0.02mol；反应前丙装置的质量为62.00g，反应后质量为62.00g，生成二氧化碳的质量为62.88g-62.00g=0.88g，物质的量为0.88g÷44g/mol＝0.02mol，故氧化钴的质量为3.65g-0.36g-0.88g=2.41g，物质的量为2.41g÷120g/mol=0.02mol，根据Co、H、C元素守恒可知，x：y：z=0.015mol：0.02mol×2：0.02mol=2：4：2，故碱式碳酸钴的化学式为Co2（OH）4（CO3）2；

（5）①加入H2O2把二价铁离子氧化为三价铁离子，发生反应的离子方程式为2Fe2+＋H2O2＋2H＝2Fe3+ ＋2H2O；②操作1是分离Fe（OH）3、Al（OH）3和液体的操作，是过滤，前面调节pH的目的是让三价铁离子和铝离子转化为沉淀，所以沉淀的成分是Fe（OH）3、Al（OH）3；③加盐酸调整pH为2～3的目的为抑制COCl2的水解。